高中化学 3.3.3 硝酸的性质 人类活动对氮循环和环境的影响课件 鲁科版必修第一册-鲁科版高一第一册化学课件

1、第3课时硝酸的性质人类活动对氮循环和环境的影响 一、硝酸的性质一、硝酸的性质1.1.物理性质与用途物理性质与用途(1)(1)物理性质。物理性质。(2)(2)用途。用途。2.2.化学性质化学性质(1)(1)实验探究。实验探究。实验装置实验装置及操作及操作实验现象实验现象实验结论实验结论 瓶口产生瓶口产生_,_,闻到闻到_气味气味硝酸硝酸_白雾白雾刺激性刺激性易挥发易挥发, ,有刺有刺激性气味激性气味实验装置实验装置及操作及操作实验现象实验现象实验结论实验结论 反应缓慢反应缓慢, ,有少量气泡有少量气泡产生产生,_,_铜与稀硝酸常温铜与稀硝酸常温下缓慢反应生成下缓慢反应生成_气体气体 反应剧烈反应

2、剧烈, ,有有_产生产生,_,_铜与浓硝酸常温铜与浓硝酸常温下剧烈反应生成下剧烈反应生成_气体气体溶液变蓝溶液变蓝NONO大量气泡大量气泡溶液变蓝溶液变蓝NONO2 2实验装置实验装置及操作及操作实验现象实验现象实验结论实验结论 无明显现象无明显现象发生发生_钝化钝化【微思考微思考】由上述实验探究分析硝酸的氧化性与其浓由上述实验探究分析硝酸的氧化性与其浓度有没有关系度有没有关系? ?提示提示: :由铜与浓、稀硝酸反应的剧烈程度可知由铜与浓、稀硝酸反应的剧烈程度可知, ,硝酸的硝酸的浓度越大氧化性越强。浓度越大氧化性越强。(2)(2)硝酸的化学性质。硝酸的化学性质。写出下列有关反应的化学方程式写

3、出下列有关反应的化学方程式: :与金属反应。与金属反应。a.a.稀硝酸与铜反应稀硝酸与铜反应: :_。3Cu+8HNO3Cu+8HNO3 3( (稀稀)=3Cu(NO)=3Cu(NO3 3) )2 2+2NO+4H+2NO+4H2 2O Ob.b.浓硝酸与铜反应浓硝酸与铜反应: :_。与非金属反应。与非金属反应。浓硝酸与红热的浓硝酸与红热的C C反应反应: :_。Cu+4HNOCu+4HNO3 3( (浓浓)=Cu(NO)=Cu(NO3 3) )2 2+2NO+2NO2 2+2H+2H2 2O OC+4HNOC+4HNO3 3( (浓浓) CO) CO2 2+4NO+4NO2 2+2H+2H2

4、 2O O=不稳定性。不稳定性。_。4HNO4HNO3 3( (浓浓) 4NO) 4NO2 2+O+O2 2+2H+2H2 2O O【想一想想一想】某同学在实验室取出一瓶浓硝酸某同学在实验室取出一瓶浓硝酸, ,发现溶液显黄色发现溶液显黄色, ,与与教材中关于浓硝酸的描述出现偏差。教材中关于浓硝酸的描述出现偏差。(1)(1)你能帮助该同学解释一下原因吗你能帮助该同学解释一下原因吗? ? 应该如何避免这应该如何避免这种情况的发生种情况的发生? ?提示提示: :浓硝酸不稳定浓硝酸不稳定, ,见光或受热会分解生成见光或受热会分解生成NONO2 2,NO,NO2 2溶溶于浓硝酸使溶液显黄色于浓硝酸使溶液

5、显黄色; ;故浓硝酸应该保存在棕色试剂故浓硝酸应该保存在棕色试剂瓶中瓶中, ,并放在阴凉处。并放在阴凉处。(2)(2)你能帮助该同学去除浓硝酸的黄色吗你能帮助该同学去除浓硝酸的黄色吗? ?提示提示: :向浓硝酸中通入氧气向浓硝酸中通入氧气( (或空气或空气),),发生反应发生反应4NO4NO2 2+O+O2 2+2H+2H2 2O=4HNOO=4HNO3 3, ,消除黄色。消除黄色。【情境情境思考思考】本草纲目本草纲目拾遗记载拾遗记载:(:(硝酸硝酸) )西洋人所造西洋人所造, ,性最猛性最猛, ,能能蚀五金。王怡堂先生云蚀五金。王怡堂先生云: :其水至强其水至强, ,五金八石皆能穿漏五金八石

6、皆能穿漏, ,惟玻璃可盛。硝酸又叫强水惟玻璃可盛。硝酸又叫强水, ,传说为公元八世纪传说为公元八世纪, ,阿拉阿拉伯炼金术士贾比尔伯炼金术士贾比尔伊本伊本哈扬在干馏硝石的时候发哈扬在干馏硝石的时候发现并制得现并制得, ,这是人类关于硝酸最早的记录。这是人类关于硝酸最早的记录。硝酸有哪些性质呢硝酸有哪些性质呢? ?硝酸的用途有哪些硝酸的用途有哪些? ?提示提示: :硝酸具有酸性、不稳定性和强氧化性硝酸具有酸性、不稳定性和强氧化性; ;硝酸可以硝酸可以用来制造炸药、染料和塑料等。用来制造炸药、染料和塑料等。二、人类活动对氮循环和环境的影响二、人类活动对氮循环和环境的影响1.1.影响影响2.2.措施

7、措施【情境情境思考思考】光化学烟雾是汽车、工厂等污染源排光化学烟雾是汽车、工厂等污染源排入大气的碳氢化合物入大气的碳氢化合物(HC)(HC)和氮氧化物和氮氧化物(NO(NOx x) )等一次污染等一次污染物在阳光物在阳光( (紫外光紫外光) )作用下发生光化学反应生成二次污作用下发生光化学反应生成二次污染物所形成的烟雾污染现象染物所形成的烟雾污染现象, ,是碳氢化合物在紫外线作是碳氢化合物在紫外线作用下生成的有害浅蓝色烟雾。用下生成的有害浅蓝色烟雾。(1)(1)光化学烟雾有什么危害光化学烟雾有什么危害? ?(2)(2)光化学烟雾和空气中什么物质的含量有关光化学烟雾和空气中什么物质的含量有关?

8、?提示提示: :(1)(1)人和动物受到的主要伤害是眼睛和黏膜受刺人和动物受到的主要伤害是眼睛和黏膜受刺激、头痛、呼吸障碍、慢性呼吸道疾病恶化、儿童肺激、头痛、呼吸障碍、慢性呼吸道疾病恶化、儿童肺功能异常等。功能异常等。(2)(2)光化学烟雾与臭氧的含量有关。光化学烟雾与臭氧的含量有关。知识点一硝酸的强氧化性知识点一硝酸的强氧化性【重点释疑重点释疑】1.1.规律规律(1)(1)硝酸的浓度越大硝酸的浓度越大, ,氧化性越强。氧化性越强。(2)(2)浓硝酸的还原产物是浓硝酸的还原产物是NONO2 2, ,稀硝酸的还原产物是稀硝酸的还原产物是NONO。(3)(3)还原剂一般被氧化为最高价态。还原剂一

9、般被氧化为最高价态。2.2.表现表现(1)(1)硝酸与金属的反应。硝酸与金属的反应。除除AuAu、PtPt等少数金属外等少数金属外, ,硝酸几乎可以氧化所有的金硝酸几乎可以氧化所有的金属属, ,如如3Ag+4HNO3Ag+4HNO3 3( (稀稀)=3AgNO)=3AgNO3 3+NO+2H+NO+2H2 2O;O;活泼金属与硝酸反应不生成活泼金属与硝酸反应不生成H H2 2, ,硝酸的浓度不同硝酸的浓度不同, ,还还原产物不同原产物不同; ;常温下浓硝酸能使常温下浓硝酸能使FeFe、AlAl钝化钝化, ,加热时反应。加热时反应。(2)(2)硝酸与非金属的反应。硝酸与非金属的反应。反应规律反应

10、规律: :非金属单质非金属单质+ +浓硝酸浓硝酸 最高价氧化物或最高价氧化物或其含氧酸其含氧酸+NO+NO2 2+H+H2 2O;O;实例实例:C+4HNO:C+4HNO3 3( (浓浓) CO) CO2 2+4NO+4NO2 2+2H+2H2 2O O。=(3)(3)硝酸与还原性化合物或离子的反应。硝酸与还原性化合物或离子的反应。硝酸的强氧化性还表现在可以氧化具有还原性的化合硝酸的强氧化性还表现在可以氧化具有还原性的化合物或离子物或离子, ,如如HIHI、SOSO2 2、FeFe2+2+、FeOFeO、I I- -、S S2-2-、 等均等均能被能被HNOHNO3 3氧化。氧化。23SO【思

11、考思考讨论讨论】(1)(1)少量的少量的FeFe与足量稀硝酸反应与足量稀硝酸反应,Fe,Fe被氧化为被氧化为+2+2价还是价还是+3+3价价? ?过量的过量的FeFe与稀硝酸反应呢与稀硝酸反应呢? ?提示提示: :硝酸的氧化性较强硝酸的氧化性较强, ,可将可将FeFe氧化为氧化为FeFe3+3+, ,故少量的故少量的FeFe与足量稀硝酸反应与足量稀硝酸反应,Fe,Fe被氧化为被氧化为+3+3价价; ;由于由于FeFe可与可与FeFe3+3+生成生成FeFe2+2+, ,故过量的故过量的FeFe与稀硝酸反应得到与稀硝酸反应得到+2+2价铁。价铁。(2)(2)铜投入稀硫酸中不会溶解铜投入稀硫酸中不

12、会溶解, ,再向溶液中投入再向溶液中投入KNOKNO3 3固固体体, ,铜会不会溶解铜会不会溶解? ?为什么为什么? ?提示提示: :会溶解。由离子方程式会溶解。由离子方程式8H8H+ +2 +3Cu= +2 +3Cu= 3Cu3Cu2+2+2NO+4H+2NO+4H2 2O O可知可知, ,只要溶液同时有只要溶液同时有H H+ +和和 , ,铜就铜就会发生反应而溶解。会发生反应而溶解。3NO3NO【案例示范案例示范】【典例典例】某校课外活动小组为了探究铜与稀硝酸反应某校课外活动小组为了探究铜与稀硝酸反应产生的气体主要是产生的气体主要是NONO设计了实验方案。设计了实验方案。(1)(1)甲同学

13、设计了如图所示实验装置甲同学设计了如图所示实验装置( (实验过程中活塞实验过程中活塞2 2为打开状态为打开状态) )。组装好装置检验气密性后组装好装置检验气密性后, ,如何加入稀硝酸如何加入稀硝酸? ? _ _。如何控制反应的进行如何控制反应的进行? ?如何加快反应速率如何加快反应速率? ?_。如何操作验证产生的气体为如何操作验证产生的气体为NO? NO? _。(2)(2)乙同学设计了如图所示实验装置乙同学设计了如图所示实验装置( (加热装置和固定加热装置和固定装置均已略去装置均已略去) )。图中。图中K K为止水夹为止水夹( (处于关闭状态处于关闭状态),F),F是是一半空的注射器。一半空的

14、注射器。设计装置设计装置A A的目的是的目的是_。装置装置E E和和F F的作用是的作用是_。为实现此作用为实现此作用, ,操作是操作是_ _ _。装置装置D D的作用是的作用是_。【解析解析】(1)(1)打开活塞打开活塞1 1使左右大气相通使左右大气相通, ,加入硝酸时加入硝酸时, ,液面才能达到液面液面才能达到液面a a处处; ;关闭或开启活塞关闭或开启活塞1 1能控制能控制U U形形管内产生气体的压强管内产生气体的压强, ,当关闭活塞当关闭活塞1,1,左侧压强大时能使左侧压强大时能使铜和稀硝酸分离从而停止反应铜和稀硝酸分离从而停止反应; ;加热可加快反应速率加热可加快反应速率; ;一氧化

15、氮是无色气体一氧化氮是无色气体, ,如果证明反应产生的气体是如果证明反应产生的气体是一氧化氮一氧化氮, ,需要将活塞需要将活塞1 1打开打开, ,将气体放入分液漏斗中将气体放入分液漏斗中, ,气体在分液漏斗中变为红棕色气体在分液漏斗中变为红棕色, ,则证明反应所产生的气则证明反应所产生的气体是一氧化氮。体是一氧化氮。(2)(2)装置中含有氧气装置中含有氧气, ,对对NONO的检验有干预的检验有干预,A,A产生的产生的COCO2 2可以排除装置中的空气可以排除装置中的空气; ;将注射器将注射器F F中的空气推入中的空气推入E E中中, ,若气体变为红棕色则说明生成了若气体变为红棕色则说明生成了N

16、O;NO;氮的氧化物是氮的氧化物是大气污染物大气污染物, ,可以被氢氧化钠溶液吸收可以被氢氧化钠溶液吸收, ,干燥管可以防干燥管可以防止倒吸。止倒吸。答案答案: :(1)(1)打开活塞打开活塞1,1,加入稀硝酸至液面加入稀硝酸至液面a a处处通过关闭或开启活塞通过关闭或开启活塞1 1可以控制反应的进行可以控制反应的进行; ;在装置在装置左侧稍加热可以加快稀硝酸与铜的反应速率左侧稍加热可以加快稀硝酸与铜的反应速率反应开始后反应开始后, ,胶塞下方有无色气体生成胶塞下方有无色气体生成, ,打开活塞打开活塞1,1,分液漏斗中有红棕色气体生成分液漏斗中有红棕色气体生成, ,证明该气体为证明该气体为NO

17、NO(2)(2)产生产生COCO2 2, ,赶走装置中的空气赶走装置中的空气, ,防止因防止因NONO与与O O2 2反应生反应生成成NONO2 2而产生干扰而产生干扰验证验证NONO的生成将注射器中的空气推入的生成将注射器中的空气推入E E中中, ,若气体若气体变为红棕色则说明生成了变为红棕色则说明生成了NONO吸收多余的氮氧化物吸收多余的氮氧化物, ,防止污染空气防止污染空气, ,防止倒吸防止倒吸【迁移迁移应用应用】1.1.下述实验中均有红棕色气体产生下述实验中均有红棕色气体产生, ,对比分析所得结论对比分析所得结论不正确的是不正确的是世纪金榜导学号世纪金榜导学号( () ) A.A.由中

18、的红棕色气体由中的红棕色气体, ,推断产生的气体一定是混合气推断产生的气体一定是混合气体体B.B.红棕色气体不能表明中木炭与浓硝酸发生了反应红棕色气体不能表明中木炭与浓硝酸发生了反应C.C.由说明浓硝酸具有挥发性由说明浓硝酸具有挥发性, ,生成的红棕色气体为还生成的红棕色气体为还原产物原产物D.D.的气体产物中检测出的气体产物中检测出COCO2 2, ,由此说明木炭一定与浓由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应硝酸发生了反应【解析解析】选选D D。A.A.中的碎玻璃不与浓硝酸反应中的碎玻璃不与浓硝酸反应, ,但仍但仍有红棕色气体产生有红棕色气体产生, ,说明浓硝酸受热分解产生了二氧化说明浓硝酸受热

19、分解产生了二氧化氮和氧气氮和氧气,A,A正确正确;B.;B.通过通过A A分析可知分析可知, ,浓硝酸受热可以分浓硝酸受热可以分解产生二氧化氮和氧气解产生二氧化氮和氧气, ,所以中红棕色气体可能来源所以中红棕色气体可能来源于硝酸分解于硝酸分解, ,即不能表明中木炭与浓硝酸发生反应即不能表明中木炭与浓硝酸发生反应, ,B B正确正确;C.;C.实验中木炭没有与浓硝酸接触实验中木炭没有与浓硝酸接触, ,浓硝酸没有浓硝酸没有被加热被加热, ,生成红棕色气体二氧化氮的原因可能是挥发出生成红棕色气体二氧化氮的原因可能是挥发出的硝酸蒸气与红热木炭反应的硝酸蒸气与红热木炭反应, ,或是挥发出的硝酸受热分或是

20、挥发出的硝酸受热分解解, ,从生成的二氧化氮看从生成的二氧化氮看, ,都是来源于都是来源于HNOHNO3 3中中+5+5价氮元价氮元素素, ,所以红棕色气体是还原产物所以红棕色气体是还原产物,C,C正确正确;D.;D.由于空气中由于空气中含有氧气含有氧气, ,因此红热的木炭可能与氧气反应产生了因此红热的木炭可能与氧气反应产生了COCO2 2, ,且中木炭和浓硝酸并没有接触且中木炭和浓硝酸并没有接触, ,因此不能说明木炭一因此不能说明木炭一定与浓硝酸发生了反应定与浓硝酸发生了反应,D,D错误。错误。2.(20192.(2019浏阳高一检测浏阳高一检测) )下列反应中硝酸既表现出酸下列反应中硝酸既

21、表现出酸性又表现出氧化性的是性又表现出氧化性的是 ( () )A.A.使石蕊试液变红使石蕊试液变红B.B.与铜反应放出与铜反应放出NONO气体气体, ,生成生成Cu(NOCu(NO3 3) )2 2和和H H2 2O OC.C.与与NaNa2 2COCO3 3反应放出反应放出COCO2 2气体气体, ,生成生成NaNONaNO3 3D.D.与与S S单质混合共热时生成单质混合共热时生成H H2 2SOSO4 4和和NONO2 2【解析解析】选选B B。在上述反应。在上述反应A A、C C项中项中HNOHNO3 3均表现出酸性均表现出酸性。在。在B B、D D项中项中HNOHNO3 3中氮元素的

22、化合价均降低中氮元素的化合价均降低, ,表现出氧表现出氧化性化性, ,并且在并且在B B项中又有项中又有Cu(NOCu(NO3 3) )2 2和水生成和水生成, ,说明此反应说明此反应中中HNOHNO3 3还表现出酸性。还表现出酸性。【素养提升素养提升】某同学通过查阅资料了解到某同学通过查阅资料了解到: :硝酸铜硝酸铜Cu(NOCu(NO3 3) )2 2 的无水的无水物和水合物都是蓝色晶体物和水合物都是蓝色晶体, ,但性质有很大不同。亮蓝色但性质有很大不同。亮蓝色的无水硝酸铜是易挥发的固体的无水硝酸铜是易挥发的固体, ,在真空中升华。在真空中升华。请思考请思考: :由铜粉制备硝酸铜有哪些途径

23、由铜粉制备硝酸铜有哪些途径? ?并评价哪种途并评价哪种途径更优。径更优。提示提示: :途径一途径一:3Cu+8HNO:3Cu+8HNO3 3( (稀稀)=3Cu(NO)=3Cu(NO3 3) )2 2+2NO+2NO+4H+4H2 2O O。途径二途径二:Cu+4HNO:Cu+4HNO3 3( (浓浓)=Cu(NO)=Cu(NO3 3) )2 2+2NO+2NO2 2+2H+2H2 2O O。途径三途径三:2Cu+O:2Cu+O2 2 2CuO, 2CuO,CuO+2HNOCuO+2HNO3 3=Cu(NO=Cu(NO3 3) )2 2+H+H2 2O O。途径三更优。原因是制备等量的途径三更

24、优。原因是制备等量的Cu(NOCu(NO3 3) )2 2消耗的硝酸最消耗的硝酸最少且无污染性气体产生。少且无污染性气体产生。=知识点二硝酸与金属反应的有关计算知识点二硝酸与金属反应的有关计算【重点释疑重点释疑】1.1.硝酸与金属反应的规律硝酸与金属反应的规律硝酸与金属单质反应时一部分被还原硝酸与金属单质反应时一部分被还原, ,一部分生成硝酸一部分生成硝酸盐盐, ,故硝酸既表现了酸性又表现了氧化性故硝酸既表现了酸性又表现了氧化性, ,但硝酸与金但硝酸与金属反应一般不生成属反应一般不生成H H2 2。(1)(1)硝酸与铜的反应。硝酸与铜的反应。在反应中硝酸的作用可用下图表示在反应中硝酸的作用可用

25、下图表示: :可以看出可以看出, ,随随HNOHNO3 3浓度的降低浓度的降低, ,还原产物会由还原产物会由NONO2 2变变NONO。由氮原子守恒可知由氮原子守恒可知, ,无论是无论是NONO2 2还是还是NO,NO,被还原的硝酸被还原的硝酸与生成气体的物质的量总是相等的与生成气体的物质的量总是相等的; ;未被还原的未被还原的 与与CuCu2+2+构成构成Cu(NOCu(NO3 3) )2 2, , 的物质的的物质的量为量为CuCu2+2+物质的量的物质的量的2 2倍倍; ;3NO3NO运用电子守恒、原子守恒运用电子守恒、原子守恒, ,便可顺利求解参加反应的便可顺利求解参加反应的CuCu、H

26、NOHNO3 3以及产物以及产物NONO2 2、NONO之间量的关系。之间量的关系。(2)(2)稀硝酸与铁的反应。稀硝酸与铁的反应。Fe+4HNOFe+4HNO3 3( (稀稀)=Fe(NO)=Fe(NO3 3) )3 3+NO+2H+NO+2H2 2O O3Fe(3Fe(过量过量)+8HNO)+8HNO3 3( (稀稀)=3Fe(NO)=3Fe(NO3 3) )2 2+2NO+4H+2NO+4H2 2O O 反应物的量与生成物的关系如图所示反应物的量与生成物的关系如图所示: :上述反应首先发生反应上述反应首先发生反应, ,若若FeFe剩余再发生反应剩余再发生反应Fe+2Fe(NOFe+2Fe

27、(NO3 3) )3 3=3Fe(NO=3Fe(NO3 3) )2 2, ,合并即可得反应。合并即可得反应。所以所以, ,无论反应还是反应无论反应还是反应, ,被还原的被还原的HNOHNO3 3皆占参与皆占参与反应的反应的HNOHNO3 3的的 。142.2.金属与硝酸反应常用的计算方法金属与硝酸反应常用的计算方法(1)(1)原子守恒法原子守恒法:HNO:HNO3 3与金属反应时与金属反应时, ,反应消耗的反应消耗的HNOHNO3 3中中氮原子的物质的量等于显酸性的氮原子的物质的量等于显酸性的HNOHNO3 3( (以硝酸盐的以硝酸盐的形式存在于溶液中形式存在于溶液中) )的物质的量与显氧化性

28、的的物质的量与显氧化性的HNOHNO3 3( (以以NONOx x的形式存在的形式存在) )的物质的量之和。的物质的量之和。3NO(2)(2)电子守恒法电子守恒法:HNO:HNO3 3中氮原子得电子的物质的量等于中氮原子得电子的物质的量等于金属失电子的物质的量。金属失电子的物质的量。(3)(3)电荷守恒电荷守恒:HNO:HNO3 3过量时反应后溶液中过量时反应后溶液中( (不考虑不考虑OHOH- -) )有有c( )=c(Hc( )=c(H+ +)+n)+nc(Mc(Mn+n+)(M)(Mn+n+代表金属离子代表金属离子) )。3NO【思考思考讨论讨论】(1)(1)铜与足量稀硝酸反应时铜与足量

29、稀硝酸反应时, ,表现酸性的表现酸性的HNOHNO3 3与作氧化与作氧化剂的剂的HNOHNO3 3物质的量之比是多少物质的量之比是多少? ?提示提示: :CuCu与稀硝酸反应与稀硝酸反应:3Cu+8HNO:3Cu+8HNO3 3( (稀稀)=3Cu(NO)=3Cu(NO3 3) )2 2+ +2NO+4H2NO+4H2 2O O。当有。当有8 mol HNO8 mol HNO3 3参加反应时参加反应时, ,有有2 mol 2 mol HNOHNO3 3表现氧化性表现氧化性,6 mol HNO,6 mol HNO3 3表现酸性表现酸性, ,故表现酸性的故表现酸性的HNOHNO3 3与作氧化剂的与

30、作氧化剂的HNOHNO3 3物质的量之比为物质的量之比为3131。(2)m g Cu(2)m g Cu与足量的一定浓度的硝酸充分反应与足量的一定浓度的硝酸充分反应, ,生成生成V L V L NONO、NONO2 2混合气体混合气体( (标准状况下标准状况下),),则参加反应的则参加反应的HNOHNO3 3的物的物质的量是多少质的量是多少? ?提示提示: :被还原的硝酸无论生成被还原的硝酸无论生成NONO还是还是NONO2 2, ,均有氮原子与均有氮原子与被还原的被还原的HNOHNO3 3的物质的量相等的物质的量相等; ;未被还原未被还原( (起酸性作用起酸性作用) )的硝酸等于的硝酸等于Cu

31、(NOCu(NO3 3) )2 2物质的量的物质的量的2 2倍倍, ,故参加反应的硝酸故参加反应的硝酸的物质的量为的物质的量为( ) mol( ) mol。Vm22.432【案例示范案例示范】【典例典例】(2019(2019三明高一检测三明高一检测) )在标准状况下将在标准状况下将1.92 1.92 g g铜粉投入一定量浓硝酸中铜粉投入一定量浓硝酸中, ,随着铜粉的溶解随着铜粉的溶解, ,反应生成反应生成的气体颜色逐渐变浅的气体颜色逐渐变浅, ,当铜粉完全溶解后共收集到由当铜粉完全溶解后共收集到由NONO2 2和和NONO组成的混合气体组成的混合气体1.12 L,1.12 L,则混合气体中则混

32、合气体中NONO的体的体积为积为 ( () )A.112 mLA.112 mLB.1 008 mLB.1 008 mLC.224 mLC.224 mLD.448 mLD.448 mL【思维建模思维建模】解答有关金属与硝酸反应问题的思维流解答有关金属与硝酸反应问题的思维流程如下程如下: :【解析解析】选选A A。混合气体的总物质的量为。混合气体的总物质的量为1.12 L1.12 L22.4 Lmol22.4 Lmol-1-1=0.05 mol,1.92 g=0.05 mol,1.92 g铜粉的物质的量为铜粉的物质的量为0.03 mol0.03 mol。设。设NONO的物质的量为的物质的量为n n

33、1 1 mol, mol,则则NONO2 2的物质的量的物质的量为为(0.05-n(0.05-n1 1) mol,) mol,根据得失电子守恒得根据得失电子守恒得3n3n1 1+(0.05-n+(0.05-n1 1) )1=0.031=0.032,2,解得解得n n1 1=0.005,V(NO)=0.005 mol=0.005,V(NO)=0.005 mol22.4 Lmol22.4 Lmol-1-1=0.112 L=0.112 L=112 mL=112 mL。【母题追问母题追问】(1)(1)上题参加反应的硝酸的物质的量是多上题参加反应的硝酸的物质的量是多少少? ?提示提示: :0.11 mo

34、l0.11 mol。由氮原子守恒知参加反应的硝酸的物。由氮原子守恒知参加反应的硝酸的物质的量质的量n(HNOn(HNO3 3)=2nCu(NO)=2nCu(NO3 3) )2 2+n(NO+n(NOx x) =2n(Cu)+n(NO) =2n(Cu)+n(NOx x) ) =0.03=0.032+0.05 mol=0.11 mol2+0.05 mol=0.11 mol。(2)(2)上题反应中起酸作用与作氧化剂的硝酸的物质的量上题反应中起酸作用与作氧化剂的硝酸的物质的量之比是多少之比是多少? ?提示提示: :6565。起酸作用与作氧化剂的硝酸的物质的量之。起酸作用与作氧化剂的硝酸的物质的量之比比

35、=2nCu(NO=2nCu(NO3 3) )2 2n(NOn(NOx x)=(0.03)=(0.032)0.05 mol2)0.05 mol=65=65。【规律方法规律方法】(1)(1)解答有关金属与硝酸反应的思维流程解答有关金属与硝酸反应的思维流程(2)(2)以以CuCu与一定量的浓硝酸反应为例与一定量的浓硝酸反应为例, ,理解计算过程的理解计算过程的守恒关系。若反应中守恒关系。若反应中CuCu完全溶解完全溶解, ,硝酸剩余硝酸剩余, ,且生成且生成NONO、NONO2 2混合气体混合气体, ,则则: :元素守恒元素守恒: :参加反应的参加反应的HNOHNO3 3:n(HNO:n(HNO3

36、3) )反应反应=2n(Cu)+n(NO=2n(Cu)+n(NOx x););电子守恒电子守恒:2n(Cu)=3n(NO)+n(NO:2n(Cu)=3n(NO)+n(NO2 2););电荷守恒电荷守恒: :反应后溶液中反应后溶液中2n(Cu2n(Cu2+2+)+n(H)+n(H+ +)=n( )=n( )。3NO【迁移迁移应用应用】1.(20191.(2019汉中高一检测汉中高一检测)9.7 g Cu)9.7 g Cu和和ZnZn的合金与足量的合金与足量的稀硝酸反应的稀硝酸反应, ,还原产物只有还原产物只有NONO气体气体, ,其体积在标准状其体积在标准状况下为况下为2.24 L2.24 L。

37、将溶液稀释为。将溶液稀释为1 L,1 L,测得溶液的测得溶液的c(Hc(H+ +)=0.1 molL)=0.1 molL-1-1, ,此时溶液中此时溶液中 的浓度为的浓度为( () )3NOA.0.3 molLA.0.3 molL-1-1B.0.4 molLB.0.4 molL-1-1C.0.2 molLC.0.2 molL-1-1D.0.6 molLD.0.6 molL-1-1【解析解析】选选B B。n(NO)=0.1 mol,n(NO)=0.1 mol,转移电子的物质的量为转移电子的物质的量为0.1 mol0.1 mol3=0.3 mol,n(Cu+Zn)=0.3 mol3=0.3 mol

38、,n(Cu+Zn)=0.3 mol2=2=0.15 mol,nCu(NO0.15 mol,nCu(NO3 3) )2 2+nZn(NO+nZn(NO3 3) )2 2= 0.15 mol,= 0.15 mol,其中其中所含所含n( )=0.3 mol,n( )=0.3 mol,溶液中溶液中c(HNOc(HNO3 3)=c(H)=c(H+ +)=0.1 molL)=0.1 molL-1-1, ,其中含其中含n( )=0.1 mol,n( )=0.1 mol,溶液中溶液中 的总浓度为的总浓度为0.4 molL0.4 molL-1-1。3NO3NO3NO2.1 L2.1 L稀硝酸和稀硫酸的混合液稀硝

39、酸和稀硫酸的混合液, ,其物质的量浓度分别其物质的量浓度分别为为0.1 molL0.1 molL-1-1和和0.4 molL0.4 molL-1-1。若向该混合液中加入。若向该混合液中加入足量的铜粉足量的铜粉, ,则最多能溶解铜粉的质量为则最多能溶解铜粉的质量为( () )世纪金榜导学号世纪金榜导学号A.2.4 gA.2.4 gB.3.2 gB.3.2 gC.6.4 gC.6.4 gD.9.6 gD.9.6 g【解析解析】选选D D。根据反应原理写出反应的离子方程式为。根据反应原理写出反应的离子方程式为3Cu+2 +8H3Cu+2 +8H+ +=3Cu=3Cu2+2+2NO+4H+2NO+4H

40、2 2O O 0.1 mol0.1 mol0.9 mol0.9 mol根据根据n( )n( )计算溶解铜粉的质量计算溶解铜粉的质量: :m(Cu)= =9.6 gm(Cu)= =9.6 g。3NO3NO3 64 g mol 1 0.1 mol2【补偿训练补偿训练】1.1.锌与很稀的硝酸反应生成硝酸锌、硝酸铵和水锌与很稀的硝酸反应生成硝酸锌、硝酸铵和水, ,当生当生成成1 mol1 mol硝酸锌时硝酸锌时, ,被还原的硝酸的物质的量为被还原的硝酸的物质的量为 ( () )A.2 molA.2 molB.1 molB.1 molC.0.5 molC.0.5 molD.0.25 molD.0.25

41、mol【解析解析】选选D D。反应的方程式可以表达为。反应的方程式可以表达为4Zn+10HNO4Zn+10HNO3 3( (稀稀)=4Zn(NO)=4Zn(NO3 3) )2 2+NH+NH4 4NONO3 3+3H+3H2 2O,O,所以被还所以被还原的硝酸就是被还原成氨气的那部分原的硝酸就是被还原成氨气的那部分, ,也就是生成硝酸也就是生成硝酸铵中的铵中的 , ,所以生成所以生成1 mol1 mol的硝酸锌的硝酸锌, ,相对应的生成硝相对应的生成硝酸铵物质的量就是酸铵物质的量就是0.25 mol,0.25 mol,被还原的硝酸的物质的量被还原的硝酸的物质的量就是就是0.25 mol0.25

42、 mol。4NH2.2.一定量的一定量的CuCu和和1 molL1 molL-1-1的稀硝酸反应的稀硝酸反应, ,如果如果 的的浓度下降浓度下降0.2 molL0.2 molL-1-1, ,则溶液中则溶液中c(Hc(H+ +) )同时下降同时下降( (假定假定反应前后溶液体积不变反应前后溶液体积不变) )( () )A.0.2 molLA.0.2 molL-1-1B.0.4molLB.0.4molL-1-1C.0.6 molLC.0.6 molL-1-1D.0.8molLD.0.8molL-1-13NO【解析解析】选选D D。由。由CuCu与稀硝酸反应的离子方程式与稀硝酸反应的离子方程式3Cu

43、+8H3Cu+8H+ +2 =3Cu+2 =3Cu2+2+2NO+4H+2NO+4H2 2O O可知可知, ,当当浓度下降浓度下降0.2 molL0.2 molL-1-1时时,c(H,c(H+ +) )下降下降0.8 molL0.8 molL-1-1。3NO3NO【课堂回眸课堂回眸】【核心整合核心整合】1.1.氮及其化合物的转化氮及其化合物的转化2.2.主干知识梳理主干知识梳理(1)“(1)“雷雨发庄稼雷雨发庄稼”涉及反应原理。涉及反应原理。N N2 2+O+O2 2 2NO 2NO2NO+O2NO+O2 2=2NO=2NO2 23NO3NO2 2+H+H2 2O=2HNOO=2HNO3 3+

44、NO+NO放电放电=(2)(2)氨的工业制法氨的工业制法:N:N2 2+3H+3H2 2 2NH 2NH3 3(3)(3)氨的实验室制法。氨的实验室制法。原理原理:2NH:2NH4 4Cl+Ca(OH)Cl+Ca(OH)2 2 2NH 2NH3 3+CaCl+CaCl2 2+2H+2H2 2O O装置装置: :与制与制O O2 2相同相同收集方法收集方法: :向下排空气法向下排空气法=检验方法检验方法:a.:a.用湿润的红色石蕊试纸检验用湿润的红色石蕊试纸检验, ,会变蓝色会变蓝色。b.b.用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近瓶口用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近瓶口, ,有大量白烟产生。有大量白烟产生。NHNH3

45、 3+HCl=NH+HCl=NH4 4ClCl干燥方法干燥方法: :可用碱石灰或氧化钙、氢氧化钠可用碱石灰或氧化钙、氢氧化钠, ,不能用不能用浓硫酸。浓硫酸。(4)(4)硝酸。硝酸。浓硝酸的不稳定性浓硝酸的不稳定性:4HNO:4HNO3 3 4NO 4NO2 2+O+O2 2+2H+2H2 2O O( (浓硝酸因溶有浓硝酸因溶有NONO2 2而显黄色而显黄色) ) 浓硝酸的强氧化性。浓硝酸的强氧化性。a.a.常温下常温下, ,浓硫酸、浓硝酸能使铁、铝发生钝化。浓硫酸、浓硝酸能使铁、铝发生钝化。b.b.铜与浓硝酸反应铜与浓硝酸反应:Cu+4HNO:Cu+4HNO3 3( (浓浓)=Cu(NO)=

46、Cu(NO3 3) )2 2+ +2NO2NO2 2+2H+2H2 2O O铜与稀硝酸反应铜与稀硝酸反应:3Cu+8HNO:3Cu+8HNO3 3( (稀稀)=3Cu(NO)=3Cu(NO3 3) )2 2+2NO+4H+2NO+4H2 2O O c.c.碳与浓硝酸反应碳与浓硝酸反应:C+4HNO:C+4HNO3 3( (浓浓) CO) CO2 2+4NO4NO2 2+2H+2H2 2O O=【素养迁移素养迁移】1.1.下列转化不能一步实现的是下列转化不能一步实现的是( () )A.NA.N2 2NHNH3 3B.NB.N2 2NONO2 2C.NOC.NO2 2HNOHNO3 3 D.NHD

47、.NH4 4ClNHClNH3 3【解析解析】选选B B。N N2 2与与H H2 2在高温高压催化剂条件下反应生在高温高压催化剂条件下反应生成成NHNH3 3,A,A正确正确;N;N2 2与与O O2 2反应只能生成反应只能生成NO,NONO,NO再与再与O O2 2反应才反应才能生成能生成NONO2 2,B,B错误错误;NO;NO2 2与与H H2 2O O反应生成反应生成HNOHNO3 3和和NO,CNO,C正确正确;NH;NH4 4ClCl受热分解或与碱反应都可以生成受热分解或与碱反应都可以生成NHNH3 3,D,D正确。正确。2.2.已知氨气不溶于有机物已知氨气不溶于有机物, ,如如

48、CClCCl4 4。下列关于氨气的说。下列关于氨气的说法正确的是法正确的是世纪金榜导学号世纪金榜导学号( () )A.A.氨可以用浓硫酸干燥氨可以用浓硫酸干燥B.B.氨溶于水显弱碱性氨溶于水显弱碱性, ,因此氨气可使湿润的酚酞试纸变因此氨气可使湿润的酚酞试纸变蓝蓝C.C.氨本身没有毒氨本身没有毒, ,故发生液氨大量泄漏时故发生液氨大量泄漏时, ,人们也不必人们也不必采取任何防范措施采取任何防范措施D.D.吸收吸收NHNH3 3可用如图所示的装置防止倒吸可用如图所示的装置防止倒吸【解析解析】选选D D。氨属于碱性气体。氨属于碱性气体, ,不能用酸性干燥剂干不能用酸性干燥剂干燥燥; ;湿润的酚酞试

49、纸遇湿润的酚酞试纸遇NHNH3 3会变红会变红; ;虽然氨气并不能称为虽然氨气并不能称为有毒气体有毒气体, ,但由于氨气的溶解度极高但由于氨气的溶解度极高, ,且极易挥发且极易挥发, ,所以所以常被吸附在皮肤黏膜和眼黏膜上常被吸附在皮肤黏膜和眼黏膜上, ,从而产生刺激和炎症从而产生刺激和炎症, ,故发生液氨大量泄漏时故发生液氨大量泄漏时, ,人们必须采取一定的防范措施人们必须采取一定的防范措施, ,如根据氨的密度小的特征如根据氨的密度小的特征, ,可以向地势低、逆风的方向可以向地势低、逆风的方向跑离事故区跑离事故区, ,故故A A、B B、C C三项都错误。四氯化碳是一种三项都错误。四氯化碳是

50、一种油状液体油状液体, ,氨气不溶解于其中氨气不溶解于其中, ,这样就防止了倒吸这样就防止了倒吸,D,D项项正确。正确。3.3.下列现象或事实不能用同一原理解释的是下列现象或事实不能用同一原理解释的是( () )A.A.浓硝酸和氯水用棕色试剂瓶保存浓硝酸和氯水用棕色试剂瓶保存B.B.硫化钠和亚硫酸钠固体长期暴露在空气中变质硫化钠和亚硫酸钠固体长期暴露在空气中变质C.C.常温下铁和铂都不溶于浓硝酸常温下铁和铂都不溶于浓硝酸D.SOD.SO2 2和和NaNa2 2SOSO3 3溶液都能使氯水褪色溶液都能使氯水褪色【解析解析】选选C C。浓硝酸见光易分解。浓硝酸见光易分解, ,要存放在棕色试剂要存放

51、在棕色试剂瓶中瓶中; ;氯水见光会分解氯水见光会分解, ,应盛放在棕色试剂瓶中应盛放在棕色试剂瓶中, ,能用同能用同一原理解释一原理解释,A,A不符合题意。硫化钠具有还原性不符合题意。硫化钠具有还原性, ,易被空易被空气中的氧气氧化而变质气中的氧气氧化而变质; ;亚硫酸钠具有还原性亚硫酸钠具有还原性, ,易被空易被空气中的氧气氧化而变质气中的氧气氧化而变质, ,能用同一原理解释能用同一原理解释,B,B不符合题不符合题意。常温下铁遇浓硝酸发生钝化意。常温下铁遇浓硝酸发生钝化; ;铂的活泼性较弱铂的活泼性较弱, ,与与浓硝酸不反应浓硝酸不反应, ,不能用同一原理解释不能用同一原理解释,C,C符合题意。符合题意。SOSO2 2具有还原性具有还原性, ,能与氯水发生氧化还原反应使氯水褪色能与氯水发生氧化还原反应使氯水褪色;Na;Na2 2SOSO3 3具有还原性具有还原性, ,能与氯水发生氧化还原反应使氯水能与氯水发生氧化还原反应使氯水褪色褪色, ,能用同一原理解释能用同一原理解释,D,D不符合题意。不符合题意。4.4.下列说法错误的是下列说法错误的是( () )A.A.在稀